(57)【要約】      （修正有）【課題】パルス駆動に用いる回路や光源に負担をかけずに、高い変調周波数で変調することができる光ファイバ変調装置を提供する。【解決手段】第１変調タイミングを制御する第１パルス制御信号及び第２変調タイミングを制御する第２パルス制御信号を生成することにより、第１変調タイミング及び第２変調タイミングの周波数、発生タイミング及びデューティ比を制御するパルス駆動制御部５と、第１と第２パルス制御信号に応じてオン／オフするパルス状の第１と第２駆動信号を生成する第１パルス駆動部１８、第２パルス駆動部１９と、第１と第２駆動信号に応じてパルス状のレーザ光を発生する第１ファイバアンプ励起用光源１１、第２ファイバアンプ励起用光源１４と、第１レーザ光及び第２レーザ光により変調及び励起されたエネルギーを外部からのシード光に付与して増幅し、第３レーザ光として出力するファイバアンプ１６とを備える。【選択図】図１
2007258604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１変調タイミングを制御する第１パルス制御信号及び第２変調タイミングを制御する第２パルス制御信号を生成することにより、第１変調タイミング及び第２変調タイミングの周波数、発生タイミング及びデューティ比を制御するパルス駆動制御部と、
前記第１パルス制御信号に応じてオン／オフするパルス状の第１駆動信号を生成する第１パルス駆動部と、
前記第２パルス制御信号に応じてオン／オフするパルス状の第２駆動信号を生成する第２パルス駆動部と、
前記第１駆動信号に応じてパルス状の第１レーザ光を発生する第１ファイバアンプ励起用光源と、
前記第２駆動信号に応じてパルス状の第２レーザ光を発生する第２ファイバアンプ励起用光源と、
前記第１レーザ光及び第２レーザ光により変調及び励起されたエネルギーを外部からのシード光に付与して増幅し、第３レーザ光として出力するファイバアンプと、
を備えることを特徴とする光ファイバ変調装置。
【請求項２】
前記第１変調タイミング及び前記第２変調タイミングの一方のタイミングを固定とし、他方の変調タイミングを可変とすることにより、前記第３レーザ光のデューティ比を可変とすることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ変調装置。
【請求項３】
前記第１変調タイミングは、前記第２変調タイミングとは異なるタイミングであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ変調装置。
【請求項４】
前記第３レーザ光は、前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光の２倍の周波数を持つことを特徴とする請求項３記載の光ファイバ変調装置。
【請求項５】
前記ファイバアンプから出力される前記第３レーザ光を所定の閾値でスライスすることによりバイアスが除去された前記第３レーザ光を出力するレーザ光整形手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の光ファイバ変調装置。
【請求項６】
前記レーザ光整形手段は、光パラメトリック発振器から構成されていることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたシード光を増幅して変調する光ファイバ変調装置に関し、特に、変調周波数を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力された光信号を増幅する光ファイバ増幅器が知られている（例えば、特許文献１参照）。図９はこの種の従来の光ファイバ増幅器に光変調装置を組み合わせて成る光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
この光ファイバ変調装置は、第１直流駆動部１０、第１ファイバアンプ励起用光源１１、第１光合波器１２、第２直流駆動部１３、第２ファイバアンプ励起用光源１４、第２光合波器１５、ファイバアンプ１６及び変調装置１７から構成されている。
【０００４】
第１直流駆動部１０は、直流電流から成る駆動信号を発生し、第１ファイバアンプ励起用光源１１に供給する。第１ファイバアンプ励起用光源１１は、半導体レーザ発振器から構成されており、第１直流駆動部１０から供給される駆動信号によって駆動されることにより一定の大きさのレーザ光を発生する。この第１ファイバアンプ励起用光源１１で発生されたレーザ光は、第１光合波器１２に送られる。第１光合波器１２は、外部から入力される光信号の特定波長の光を透過させてファイバアンプ１６の一端部に送るとともに、第１ファイバアンプ励起用光源１１からのレーザ光をファイバアンプ１６の一端部に送る。
【０００５】
第２直流駆動部１３は、第１直流駆動部１０と同様に、直流電流から成る駆動信号を発生し、第２ファイバアンプ励起用光源１４に供給する。第２ファイバアンプ励起用光源１４は、第１ファイバアンプ励起用光源１１と同様に、半導体レーザ発振器から構成されており、第２直流駆動部１３から供給される駆動信号によって駆動されることにより一定の大きさのレーザ光を発生する。この第２ファイバアンプ励起用光源１４で発生されたレーザ光は、第２光合波器１５に送られる。第２光合波器１５は、第２ファイバアンプ励起用光源１４からのレーザ光をファイバアンプ１６の他端部に送る。
【０００６】
ファイバアンプ１６は光ファイバから構成されており、第１ファイバアンプ励起用光源１１から第１光合波器１２を介して送られてくるレーザ光と第２ファイバアンプ励起用光源１４から第２光合波器１５を介して送られてくるレーザ光とによって与えられるエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを、外部から第１光合波器１２を介して入力されるシード光に付与する。これにより、光信号が増幅され、所定のエネルギーレベルを有する光信号が出力される。このファイバアンプ１６から出力される光信号は、第２光合波器１５を介して変調装置１７に送られる。
【０００７】
変調装置１７は、光学系部品である変調素子から構成されている。この変調装置１７は、図示しない外部から電界が印加されることにより光信号の透過／阻止を制御し、入力された光信号を変調する。この変調装置１７で変調された光信号は、パルス状の光信号として出力される。
【０００８】
ところで、上記のように構成される従来の光ファイバ変調装置は、その内部に変調装置１７という光学系部品を設けなければならないので、装置が大型になり、また、変調装置１７を駆動するための電力が必要であるので、消費電力も大きくなるという欠点を有している。
【０００９】
そこで、このような欠点を解消するものとして、図１０に示すような改良された光ファイバ変調装置が考えられている。この改良された光ファイバ変調装置は、第１ファイバアンプ励起用光源１１及び第２ファイバアンプ励起用光源１４を変調タイミングに応じてパルス駆動し、ファイバアンプ１６の励起状態をパルスで作り出して光信号を増幅し且つ変調するように構成されている。
【００１０】
具体的には、改良された光ファイバ変調装置は、図９に示した第１直流駆動部１０及び第２直流駆動部１３を、第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９でそれぞれ置き換えて構成されている。これにより、第１パルス駆動部１８、第２パルス駆動部１９から変調タイミングに応じたパルス電流から成る駆動信号が第１ファイバアンプ励起用光源１１、第２ファイバアンプ励起用光源１４にそれぞれ供給され、パルス状のレーザ光を発生する。したがって、ファイバアンプ１６は、シード光が増幅され且つ変調された光信号を出力する。
【００１１】
しかしながら、上述した従来の改良された光ファイバ変調装置では、ファイバアンプ１６の基底状態から励起状態に至るまでの時間が長いため、出力される光信号の変調周波数に上限が生じ、変調周波数を上げることができないという問題があった。そこで、このような問題を解消するものとして、図１１に示すような、高い変調周波数で変調することができる光ファイバ変調装置が考えられている（特許文献２参照）。
【００１２】
この光ファイバ変調装置は、第１バイアスパルス駆動部２０、第１ファイバアンプ励起用光源１１、第１光合波器１２、第２バイアスパルス駆動部２１、第２ファイバアンプ励起用光源１４、第２光合波器１５及びファイバアンプ１６から構成されている。具体的には、改良された光ファイバ変調装置は、図１０に示した第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９を、第１バイアスパルス駆動部２０及び第２バイアスパルス駆動部２１でそれぞれ置き換えて構成されている。
【００１３】
第１バイアスパルス駆動部２０は、図１２（Ｂ）に示すように、変調タイミングに応じてオン／オフし、且つバイアスされたパルス状の電流信号から成る駆動信号を発生する。この第１バイアスパルス駆動部２０では、直流電流（バイアス電流）とパルス電流とが重畳されて、駆動信号として出力される。この第１バイアスパルス駆動部２０で発生された駆動信号は、第１ファイバアンプ励起用光源１１に供給される。第１ファイバアンプ励起用光源１１により発生されたレーザ光は、第１光合波器１２に送られる。第１光合波器１２は、図１２（Ａ）に示すような、外部から入力される光信号の特定波長の光を透過させてファイバアンプ１６に送るとともに、第１ファイバアンプ励起用光源１１からのレーザ光をファイバアンプ１６の一端部に送る。第２バイアスパルス駆動部２１側も同様である。
【００１４】
このような構成にすることにより、第１バイアスパルス駆動部２０又は第２バイアスパルス駆動部２１からバイアスされた電流信号から成る駆動信号が出力されると、ファイバアンプ１６は、駆動信号によって基底状態より高いエネルギー状態に維持されている状態から励起状態に至る。したがって、バイアスされたパルス状のレーザ光によりファイバアンプ１６を励起し、励起によるエネルギーを外部から入力される光信号に付与して増幅し、図１２（Ｃ）に示すような、バイアスを有する光信号を出力するように構成したので、ファイバアンプ励起用光源から出力されるパルス状のレーザ光は、基底状態より高いエネルギー状態と励起状態との間でオン／オフを繰り返すことになり、基底状態より高いエネルギー状態から励起状態に至るまでの時間が従来の光ファイバ変調装置における時間より短くなるので、出力される光信号の変調周波数の上限を延伸することができる。
【００１５】
また、ファイバアンプ励起用光源は、基底状態より高いエネルギー状態と励起状態との間でオン／オフするので、基底状態と励起状態との間でオン／オフする従来の光ファイバ変調装置に比べてファイバアンプ励起用光源の負荷が低減される。その結果、ファイバアンプ励起用光源の寿命を延ばすことができる。
【特許文献１】特開平７−１９３３０６号公報
【特許文献２】特開２００５−２５９８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した従来の光ファイバ変調装置であっても、ファイバアンプ１６の励起状態に至るまでの時間により、出力される光信号の変調周波数に上限が生じ、変調周波数を上げることが難しい。また、その変調周波数の上限は、バイアスパルス駆動部と励起用光源の性能で決まり、高い変調周波数を用いることによって、回路や光源に大きな負担をかけるため、寿命が非常に短くなるといった問題がある。
【００１７】
そこで、本発明は、パルス駆動に用いる回路や光源に負担をかけずに、高い変調周波数で変調することができる光ファイバ変調装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る光ファイバ変調装置は、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１変調タイミングを制御する第１パルス制御信号及び第２変調タイミングを制御する第２パルス制御信号を生成することにより、第１変調タイミング及び第２変調タイミングの周波数、タイミング及びデューティ比を制御するパルス駆動制御部と、前記第１パルス制御信号に応じてオン／オフするパルス状の第１駆動信号を生成する第１パルス駆動部と、前記第２パルス制御信号に応じてオン／オフするパルス状の第２駆動信号を生成する第２パルス駆動部と、前記第１駆動信号に応じてパルス状の第１レーザ光を発生する第１ファイバアンプ励起用光源と、前記第２駆動信号に応じてパルス状の第２レーザ光を発生する第２ファイバアンプ励起用光源と、前記第１レーザ光及び第２レーザ光により変調及び励起されたエネルギーを外部からのシード光に付与して増幅し、第３レーザ光として出力するファイバアンプとを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記第１変調タイミング及び前記第２変調タイミングの一方のタイミングを固定とし、他方の変調タイミングを可変とすることにより、前記第３レーザ光のデューティ比を可変とすることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１において、前記第１変調タイミングは、前記第２変調タイミングとは異なるタイミングであることを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項３において、前記第３レーザ光は、前記第１レーザ光又は前記第２レーザ光の２倍の周波数を持つことを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記ファイバアンプから出力される前記第３レーザ光を所定の閾値でスライスすることによりバイアスが除去された前記第３レーザ光を出力するレーザ光整形手段を更に備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項５において、前記レーザ光整形手段は、光パラメトリック発振器から構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第１の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、２つのファイバアンプ励起用光源をパルス駆動することによって生成される２つのパルス状のレーザ光は、ファイバアンプを励起し、励起によるエネルギーを外部から入力されるシード光に付与して増幅し、レーザ光を出力する。この際、パルス駆動制御部が２つのパルス状のレーザ光のタイミング及びデューティ比を制御するため、ファイバアンプから出力されるレーザ光の変調周波数及びデューティ比を制御することができる。また、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光が同時に出力されるタイミングで、ファイバアンプに蓄積されたエネルギーは励起状態となる。従って、一方のパルス状のレーザ光が出力されている状態から両方のパルス状のレーザ光が出力されている状態に遷移する際には、ファイバアンプに蓄積されたエネルギーは、基底状態より高いエネルギー状態から励起状態に至るため、励起状態に至るまでの時間が従来の光ファイバ変調装置より短くなり、出力される光信号の変調周波数の上限を延伸することができる。
【００２５】
また、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光のタイミングをずらすことによって、シード光に付与する変調周波数を元のパルスの２倍の周波数にすることもできる。従って、変調周波数の上限を従来の２倍にすることができる。また、この場合、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光に与える周波数は、希望する変調周波数の２分の１ですむため、パルスを駆動するための回路やファイバアンプ励起用光源に負担をかけず、寿命を長くすることができる。
【００２６】
第２の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光のタイミングについて、一方を固定とし、一方を可変とすることにより、ファイバアンプから出力される第３レーザ光のデューティ比を変えることができる。
【００２７】
第３の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光のタイミングをずらすことにより、ファイバアンプから出力される第３レーザ光のデューティ比を変えることができる。
【００２８】
第４の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光のタイミングを、出力の最初と最後でお互いに重なり合うようにずらすことにより、従来の２倍の変調周波数をかけることができる。
【００２９】
また、第５の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、レーザ光整形手段によりファイバアンプから出力されるレーザ光を所定の閾値でスライスすることによりバイアス分が除去されたレーザ光を出力するように構成したので、レーザ光はゼロレベルと元々の高レベルとの間で変化することになり、変調度を高くすることができる。
【００３０】
更に、第６の発明に係る光ファイバ変調装置によれば、レーザ光整形手段を光パラメトリック発振器で構成したので、従来から使用されている光学系部品を利用することができ、光ファイバ変調装置を安価に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の光ファイバ変調装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した構成部分に相当する部分には、背景技術の欄で使用した符号と同じ符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１は本発明の実施例１に係る光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。この光ファイバ変調装置は、パルス駆動制御部５、第１パルス駆動部１８、第１ファイバアンプ励起用光源１１、第１光合波器１２、第２パルス駆動部１９、第２ファイバアンプ励起用光源１４、第２光合波器１５及びファイバアンプ１６から構成されている。
【００３３】
なお、この明細書では、第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９を「バイアスパルス駆動部」、第１ファイバアンプ励起用光源１１及びは第２ファイバアンプ励起用光源１４を「ファイバアンプ励起用光源」と総称する。
【００３４】
パルス駆動制御部５は、第１パルス制御信号及び第２パルス制御信号を生成し、それぞれ第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９に送る。第１パルス制御信号及び第２パルス制御信号は、それぞれ第１変調タイミング及び第２変調タイミングを制御するためのものである。具体的には、パルス駆動制御部５は、第１変調タイミング及び第２変調タイミングのそれぞれのタイミング、デューティ比、周波数を制御する。第１パルス駆動部１８は、入力された第１パルス制御信号に応じて、第１変調タイミングでオン／オフし、パルス状の電流信号から成る第１駆動信号を発生する。この第１パルス駆動部１８で発生された第１駆動信号は、第１ファイバアンプ励起用光源１１に供給される。
【００３５】
第１ファイバアンプ励起用光源１１は、半導体レーザ発振器から構成されており、第１パルス駆動部１８から供給される駆動信号によって駆動されることによりパルス状の第１レーザ光を発生する。この第１ファイバアンプ励起用光源１１で発生された第１レーザ光は、第１光合波器１２に送られる。第１光合波器１２は、外部から入力されるシード光の特定波長の光を透過させてファイバアンプ１６に送るとともに、第１ファイバアンプ励起用光源１１からの第１レーザ光をファイバアンプ１６の一端部に送る。
【００３６】
第２パルス駆動部１９は、第１パルス駆動部１８と同様に、入力された第２パルス制御信号に応じて、第２変調タイミングでオン／オフし、パルス状の電流信号から成る第２駆動信号を発生する。この第２パルス駆動部１９で発生された第２駆動信号は、第２ファイバアンプ励起用光源１４に供給される。
【００３７】
第２ファイバアンプ励起用光源１４は、第１ファイバアンプ励起用光源１１と同様に、半導体レーザ発振器から構成されており、第２パルス駆動部１９から供給される第２駆動信号によって駆動されることによりパルス状の第２レーザ光を発生する。この第２ファイバアンプ励起用光源１４で発生された第２レーザ光は、第２光合波器１５に送られる。第２光合波器１５は、第２ファイバアンプ励起用光源１４からの第２レーザ光をファイバアンプ１６の他端部に送る。
【００３８】
ファイバアンプ１６は、第１ファイバアンプ励起用光源１１から第１光合波器１２を介して送られてくるパルス状の第１レーザ光と第２ファイバアンプ励起用光源１４から第２光合波器１５を介して送られてくるパルス状の第２レーザ光とによって付与されるエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを外部から第１光合波器１２を介して入力されたシード光に付与する。これにより、ファイバアンプ１６はシード光を増幅し、パルス駆動制御部５により制御された第１変調タイミング及び第２変調タイミングに応じて変調された第３レーザ光を出力する。このファイバアンプ１６の出力は、第２光合波器１５を介して変調出力として外部に出力される。
【００３９】
このように構成された本発明の実施例１に係る光ファイバ変調装置の動作を説明する。図２は本発明の光ファイバ変調装置において、第１変調タイミングと第２変調タイミングが全く同じである場合の、第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９から第１ファイバアンプ励起用光源１１及び第２ファイバアンプ励起用光源１４にそれぞれ供給される電流とファイバアンプ１６から出力される第３レーザ光との関係を示す図である。これは既に説明した図１０の構成における従来技術と同様の動作を示す。パルス駆動制御部５の制御により、第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９から電流信号から成る第１駆動信号、第２駆動信号がそれぞれ同時に出力されると、ファイバアンプ１６は、励起されていない基底状態から時間Δｔ1かけて励起状態に至る。
【００４０】
これに対し、第１変調タイミングを固定とし、第２変調タイミングをずらした場合を図３に示す。パルス駆動制御部５の制御により、第１パルス駆動部１８及び第２パルス駆動部１９から電流信号から成る第１駆動信号、第２駆動信号がそれぞれ別のタイミングで出力されると、両駆動信号が重なり合うタイミングにおいて、ファイバアンプ１６は、駆動信号によって基底状態より高いエネルギー状態に維持されている状態から時間Δｔ2をかけて励起状態に至る。また図３のように、いずれかの駆動信号は必ず出力されているようなタイミングでパルス駆動制御を行うと、一方の駆動信号のみ出力されている状態では、ファイバアンプ１６は一定のバイアスがかけられている状態となる。
【００４１】
ここで、ファイバアンプ１６のエネルギー蓄積の立ち上がり特性が一定であるとすると、時間Δｔ2＜時間Δｔ1の関係が成り立つ。従って、本発明の実施例１に係る光ファイバ変調装置において、従来の光ファイバ変調装置のファイバアンプ１６が励起状態にされている時間である励起時間と同一の励起時間を得るためには駆動信号のパルス幅を狭くすることができる。このことは、変調周波数を従来の光ファイバ変調装置より上げることができることを意味する。
【００４２】
また、図２と図３を比較した場合、ファイバアンプ出力の変調周波数は同じであるが、デューティ比は異なる。このように、第１変調タイミングと第２変調タイミングが重なり合う時間を調整することで、ファイバアンプ出力にかけられる変調のデューティ比を制御することが可能となる。
【００４３】
図４は、図３の場合よりもさらに第１変調タイミングと第２変調タイミングの重なり合う時間を短くした場合を示す。また、いずれのデューティ比も小さく変えてある。この場合には、重なり合う時間を短くしたため、図３の場合よりもさらにファイバアンプ出力のデューティ比は小さくなる。また、図４の場合は、第１駆動信号、第２駆動信号のいずれもが出力されていない時間が存在する。その際ファイバアンプ出力はバイアスがかけられた状態から基底状態まで下がる。ＯＰＯ出力については実施例２にて説明する。
【００４４】
図５は、一方の駆動信号の出力が終了したときと発生したときに、もう一方の駆動信号の出力がまたがるようなタイミングでパルス駆動制御を行った場合を示す。このときファイバアンプ出力にかけられる変調周波数は第１変調タイミング又は第２変調タイミングの２倍の周波数となる。このことについて、もう少し具体的に説明する。図５に示すＴ１の期間において、第１駆動信号と第２駆動信号が同時に出力されている。したがって、ファイバアンプの出力はＴ１の最初の部分からある時間をもって励起し、その後は励起状態となる。Ｔ２の期間においては、第２駆動信号のみ出力されている。よってファイバアンプ出力は、ある時間をもって減衰し、その後はバイアスがかかった状態を維持する。Ｔ３の期間においては、再び第１駆動信号と第２駆動信号が同時に出力されている。よってファイバアンプ出力は再びある時間をもって励起し、その後は励起状態となる。このＴ１、Ｔ２、Ｔ３の期間において、第１駆動信号の出力が終了する前から再び発生した後まで第２駆動信号が継続して出力されている。その結果として、ファイバアンプ出力は第１変調タイミング及び第２変調タイミングの２倍の周波数を持つこととなる。ＯＰＯ出力については、実施例２にて説明する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施例１に係る光ファイバ変調装置によれば、２つのファイバアンプ励起用光源をパルス駆動することによって生成される２つのパルス状のレーザ光は、ファイバアンプを励起し、励起によるエネルギーを外部から入力されるシード光に付与して増幅し、レーザ光を出力する。この際、パルス駆動制御部が２つのパルス状のレーザ光の周波数、発生タイミング及びデューティ比を制御する。
【００４６】
その結果、ファイバアンプから出力されるレーザ光の変調周波数及びデューティ比を制御することができる。また、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光が同時に出力されるタイミングで、ファイバアンプに蓄積されたエネルギーは励起状態となる。
【００４７】
従って、一方のパルス状のレーザ光が出力されている状態から両方のパルス状のレーザ光が出力されている状態に遷移する際には、ファイバアンプに蓄積されたエネルギーは、基底状態より高いエネルギー状態から励起状態に至るため、励起状態に至るまでの時間が従来の光ファイバ変調装置より短くなり、出力されるレーザ光の変調周波数の上限を延伸することができる。
【００４８】
また、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光のタイミングについて、一方を固定とし、一方を可変とすることにより、ファイバアンプから出力される第３レーザ光のデューティ比を変えることができる。
【００４９】
さらに、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光の発生タイミングを、出力の最初と最後でお互いに重なり合うようにずらすことにより、従来の２倍の変調周波数をかけることができる。従って、変調周波数の上限を従来の２倍にすることができる。また、この場合、ファイバアンプ励起用光源から出力される２つのパルス状のレーザ光に与える周波数は、希望する変調周波数の２分の１ですむため、パルスを駆動するための回路やファイバアンプ励起用光源に負担をかけず、寿命を長くすることができる。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明の実施例２を説明する。本発明の実施例２に係る光ファイバ変調装置は、実施例１に係る光ファイバ変調装置から出力されるレーザ光を更に所定の閾値でスライスすることにより変調度を高くするようにしたことを特徴とするものである。
【００５１】
図６は本発明の実施例２に係る光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。この光ファイバ変調装置は、実施例１に係る光ファイバ変調装置に、光パラメトリック発振器（ＯＰＯ；Optical Parametric Oscillator）３０が追加されて構成されている。
【００５２】
光パラメトリック発振器３０は、本発明のレーザ光整形手段に対応し、入力されたレーザ光のエネルギーレベルが所定の閾値以上の場合には、入力されたレーザ光の波長を別の波長に変換して出力する。一方、入力されたレーザ光のエネルギーレベルが所定の閾値より小さい場合には、入力されたレーザ光の波長の変換は行われずゼロが出力される。
【００５３】
このように構成された実施例２に係る光ファイバ変調装置において、ファイバアンプ１６から第２光合成器１５を介してレーザ光が出力されるまでの動作は、上述した実施例１に係る光ファイバ変調装置の動作と同じである。ファイバアンプ１６から第２光合成器１５を介して出力されるレーザ光は、図７（Ｂ）に示すような、第１パルス駆動部１８又は第２パルス駆動部１９からの駆動信号に応じて変調され且つバイアスを有する信号であり、光パラメトリック発振器３０に供給される。
【００５４】
光パラメトリック発振器３０は、図７（Ｂ）に示すレーザ光を所定の閾値でスライスし、図７（Ｃ）に示すようなレーザ光を変調出力として外部に出力する。この光パラメトリック発振器３０の動作を、図８を参照して更に詳細に説明する。
【００５５】
図８（Ａ）は、ファイバアンプ１６から出力されるレーザ光（図７（Ｂ）に示すものと同じ）を拡大して示したものであり、このレーザ光が光パラメトリック発振器３０に入力される。このレーザ光のエネルギーレベルの高い部分をＶH、低い部分をＶLとすると、その変調度は、「（ＶH−ＶL）／ＶH」で表すことができる。光パラメトリック発振器３０としては、ＶHとＶLとの間にスライスするための閾値を有するものが選択される。閾値がＶHとＶLとの中間に存在する場合は、変調度は約「０．５」になる
光パラメトリック発振器３０は、図８（Ａ）に示すようなレーザ光が入力されると、図８（Ｂ）に示すように、閾値より小さい部分はゼロを出力し、閾値以上の部分は入力されたレーザ光のエネルギーレベルを維持しつつ波長変換して出力する。この場合の変調度は、「（ＶH−０）／ＶH」で表すことができる。従って、変調度は「１」になる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る光ファイバ変調装置によれば、光パラメトリック発振器３０によりファイバアンプ１６から出力されるレーザ光を所定の閾値でスライスすることによりバイアス分が除去されたレーザ光を出力するように構成したので、レーザ光はゼロのエネルギーレベルと元々の高いエネルギーレベルとの間で変化することになり、変調度を高くすることができる。
【００５７】
また、レーザ光整形手段を光パラメトリック発振器で構成したので、従来から使用されている光学系部品を利用することができ、光ファイバ変調装置を安価に構成できる。
【００５８】
なお、実施例１の図４、図５のＯＰＯ出力のグラフも同様であり、閾値より小さいファイバアンプ出力はゼロとして出力し、閾値異常のファイバアンプ出力はそのエネルギーレベルを維持しつつ出力する。
【００５９】
また、上述した実施例１及び実施例２では、第１ファイバアンプ励起用光源１１及び第２ファイバアンプ励起用光源１４の各出力をファイバアンプ１６に供給してファイバアンプ１６に蓄積されるエネルギーを高め、これによりシード光の増幅率を大きくするように構成しているが、第１ファイバアンプ励起用光源１１及び第２ファイバアンプ励起用抗原１４の何れか１つだけを備えるように構成することもできる。この場合も、上述した実施例１及び実施例２と同様の作用及び効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、入力されたシード光を増幅して且つ変調してレーザ光として出力する装置、例えば光波妨害装置、レーザ発振器等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１に係る光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ファイバ変調装置の各部の動作波形を示す波形図である。
【図３】図１に示す光ファイバ変調装置の各部の動作波形を示す波形図である。
【図４】図１に示す光ファイバ変調装置の各部の動作波形を示す波形図である。
【図５】図１に示す光ファイバ変調装置の各部の動作波形を示す波形図である。
【図６】本発明の実施例２に係る光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す光ファイバ変調装置の各部の動作波形を示す波形図である。
【図８】本発明の実施例２に係る光ファイバ変調装置の動作を詳細に説明するための波形図である。
【図９】従来の光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の改良された光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来のさらに改良された光ファイバ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す光ファイバ変調装置の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００６２】
５    パルス駆動制御部
１０  第１直流駆動部
１１  第１ファイバアンプ励起用光源
１２  第１光合波器
１３  第２直流駆動部
１４  第２ファイバアンプ励起用光源
１５  第２光合波器
１６  ファイバアンプ
１７  変調装置
１８  第１パルス駆動部
１９  第２パルス駆動部
２０  第１バイアスパルス駆動部
２１  第２バイアスパルス駆動部
３０  光パラメトリック発振器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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